一种数控机床电主轴制造技术

本实用新型专利技术提供了一种数控机床电主轴，属于金属切削加工技术领域。包括主轴箱、主轴套筒、主轴、顶杆、适配器、夹头和压缩弹簧，主轴套筒的内壁和主轴的外壁分别设置有定子和转子，主轴和主轴套筒之间通过若干组精密角接触轴承相连，顶杆的内端抵压在适配器上，夹头滑动连接在适配器内，压缩弹簧的抵压在适配器与夹头之间，顶杆的外端设置有驱使顶杆在主轴内滑动的推力机构；转子和定子形成一低电流直驱式永磁电机，定子中设置有感温器探头；主轴箱与主轴套筒之间形成一螺旋的液冷通槽，液冷通槽的两端分别外接液泵和储液形成液冷循环。本实用新型专利技术具有精度高等优点。用新型具有精度高等优点。用新型具有精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床电主轴


[0001]本技术属于金属切削加工
，涉及一种数控机床电主轴。

技术介绍

[0002]先进制造是现代工业强基之本，机床是引领制造业发展的基石“工业之母”数控机床是现代机械设备制造首选的先进加工装备，随着国产数控机床二十年来的高速发展和量产，技术及功能的不断进步，其智能、型谱、类型细分，精密等级，工作效率也在不断的提升。然而，国产数控机床虽然有了高速发展和普及，但是仍然还遂于经济型，普及型中徘徊，高精尖型机床少之甚少。高质量发展“工作母机”中、高档层次机型，为中国制造2025目标由其重要，越来越要求机床行业精英们，突破工业发达国家的技术壁垒，攻克技术瓶颈，解决国产机床关键部件的技术，是机床行业工程的迫切追求。当今随着产业门类、智能、精细化产业的篷勃发展兴起，对数控机床要求的特性化，高精密型，高效型，智能复合型越来越强烈。比如：IT行业中的4G、5G通信，光学仪器及摄像，智能感应器、传感器、航空航天接插件、医疗器械及微创器具智能自动化、无人机及智能汽车、生物及遗传工程等行业的兴起，对数控机床的特性化，高精尖，高效型，智能复合要求相当苛刻，如：加工精度达到μ级外，还要求表面粗糙度极高，甚至一次加工成镜面，加工精细纹路的一致性，形位公差的μ级,加工效率以S计，甚至多花1秒钟都判为不良机床，这些高精高效要求，对数控机床提出了许多高难度技术新指标及参数。
[0003]高速高精密电主轴是高速精密数控机床中核心功能部件，其性能的高低直接影响到数控机床整体技术水平，精度等级、加工效率、稳定性和可靠性指标。高速精密车床用电主轴是其“工作母机”中心脏，根据配套机床的类型规格大小不同，其所需的各项结构参数指标，电机性能参数、精度、温升系数、夹持材料方式等要求是不相同的。国产电主轴通过近二十年的发展，在实践中不断探索，按机床型谱，已有明确的分类，但仍然还停留在普及型和中挡型车床配套应用，与日益发展的新型产业需求形成了一段距离，在高端领域还依赖进口机床补充，主要存在高精密上不去，稳定性不佳，电机特性系数不够完善，刚性不足，故障率偏高，满足不了高速、高精、高效数控机床在市场用户所需求标准。
[0004]本申请涉及的数控车床是一种数控纵切车铣复合设备，俗称走心机、数控走心式自动车床、数控走心式车铣复合。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种数控机床电主轴，本技术所要解决的技术问题是如何提高电主轴的高速高精度。
[0006]本技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种数控机床电主轴，其特征在于，包括主轴箱、主轴套筒、主轴、顶杆、适配器、夹头和压缩弹簧，所述主轴套筒的内壁和主轴的外壁分别设置有定子和转子，所述主轴和主轴套筒之间通过若干组精密角接触轴承相连，所述顶杆的内端抵压在适配器上，所述夹头滑动连接在适配器内，所述压缩弹簧的抵压
在适配器与夹头之间，所述顶杆的外端设置有驱使顶杆在主轴内滑动的推力机构；
[0007]所述转子和定子形成一低电流直驱式永磁同步电机，所述定子中设置有感温器探头；
[0008]所述主轴箱与主轴套筒之间形成一螺旋的液冷通槽，所述液冷通槽的两端分别外接液泵和储液形成液冷循环。
[0009]进一步的，所述低电流直驱式永磁同步电机采用超薄型无取向硅钢片，所述超薄型无取向硅钢片的厚度小于0.2mm。
[0010]进一步的，所述主轴箱上设置有一气缸，所述气缸的缸体铰接在主轴箱上，所述气缸的推杆上铰接有一拨叉，所述主轴上滑动连接有一滑套，所述滑套上转动连接有与拨叉配合的轴承套，所述主轴上固定设置有一推套，所述推套内铰接有一对开闭爪，所述滑套能够推动开闭爪绕铰接点摆动而推动顶杆沿主轴轴线方向移动。
[0011]气缸的推杆推动滑套在主轴上滑动，推动开闭爪，开闭爪推动顶杆挤压压缩弹簧，夹片松开以便于自动进出材料，顶杆松开后夹片夹持工件。
[0012]开闭爪外通过一推套包裹，外径小，可减小主轴的振动。
[0013]因此，实现高速高精密通过电机的设置、散热的控制、以及结构的设计多方面实现。
[0014]应用在数控纵切车铣复合中高速高精电主轴采用低电流直驱式永磁同步电机，特点是体积小、重量轻、高速响应频率快，设计成低速扭矩大，高速功率足，瞬时超负荷稳定，振动等级V15,配载高速高分辨率感应式磁栅编码器，闭环控制伺服驱动器，分度精度达到角S级，电主轴带料最高转速可达到15000RPM；主轴轴向窜动,主轴适配器滑动套内锥孔径向跳动达到2μm以内,精度稳定性好，电主轴不带料高速噪声在62dB以内，温升控制在8
°
以下，加工效率平均提高20％以上，加工精度及表面粗糙度平均提升1～2个等级。稳定可靠性得到显著提高，平均故障率周期提升近2倍。批量加工尺寸精度在0.005MM，表面粗糙度达Re0.2以内，双向动平衡指标0.14G.
[0015]低电流直驱式永磁同步电机采用低电流输入技术，减少电机自热温升，并在电机定子中镶入感温器探头，通过数控系统，智能控制电主轴在环境温度下，温升控制在8
°
以下。
[0016]为解决电机的特性系数高效稳定性、体量小、高速运行下电机自升温系数小。采用了国产目前最先进工艺生产的超薄型无取向硅钢片，0.20mm以下(通用电主轴所选用的是不规范硅钢片，板厚0.30mm以上)优质线材绕组，环氧灌封工艺(常用为浸漆工艺)，由于采用了最先进的材质和先进的工艺方案，改善了涡流效应，电机发热缺陷，确保了电机特性系数的稳定优越性及温升系数小。
[0017]为了解决电主轴高速的温升和环境温度不规则变化(国内90％以上用户做不到，精密机床放在恒温车间(室)加工，室内环境温度南北地区一年四季变化通常在5℃～38℃，要使所述电主轴在高速运行时温度变化小，在主轴套筒12外径上设置螺旋槽与主轴箱1内孔两端采取密封配合，外加油冷机进行中压给主轴套筒12外圈循环油冷却，由电机定子13镶入式感温器通过系统智能控制调节油冷机制程温升变化，确保电主轴高速运行在环境温度下，保持25℃以上至32℃以下正常工作。
附图说明
[0018]图1是本电主轴的立体结构示意图。
[0019]图2是本电主轴的截面图。
[0020]图3是本电主轴去除主轴箱和气缸后的截面图。
[0021]图中，1、主轴箱；2、主轴套筒；3、主轴；4、顶杆；5、适配器；6、夹头；7、压缩弹簧；8、定子；9、转子；10、液冷通槽；11、气缸；12、拨叉；13、滑套；14、轴承套；15、推套；16、开闭爪。
具体实施方式
[0022]以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。
[0023]如图1、图2和图3所示，包括主轴箱1、主轴套筒2、主轴3、顶杆4、适配器5、夹头6和压缩弹簧7，主轴套筒2的内壁和主轴3的外壁分别设置有定子8和转子9，主轴3和主轴套筒2之间通过若本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控机床电主轴，其特征在于，包括主轴箱(1)、主轴套筒(2)、主轴(3)、顶杆(4)、适配器(5)、夹头(6)和压缩弹簧(7)，所述主轴套筒(2)的内壁和主轴(3)的外壁分别设置有定子(8)和转子(9)，所述主轴(3)和主轴套筒(2)之间通过若干组精密角接触轴承相连，所述顶杆(4)的内端抵压在适配器(5)上，所述夹头(6)滑动连接在适配器(5)内，所述压缩弹簧(7)的抵压在适配器(5)与夹头(6)之间，所述顶杆(4)的外端设置有驱使顶杆(4)在主轴(3)内滑动的推力机构；所述转子(9)和定子(8)形成一低电流直驱式永磁同步电机，所述定子(8)中设置有感温器探头；所述主轴箱(1)与主轴套筒(2)之间形成一螺旋的液冷通槽(10)，所述液冷通槽(10)的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡品水，毛红亮，李宝剑，张新华，
申请(专利权)人：湖北一丰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：